Skriptum Grundlagen der Informatik

Skriptum Grundlagen der
Informatik
(Hardware und Software)
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1. 1
Hardware
1.1.1
BEGRIFFE
1. Was ist Hardware?
Hardware nennt man alle Geräte und Bauteile, die zu einem Computer gehören - also alles
was man am Computer anfassen kann.
Bsp: Monitor, Drucker, Maus, Tastatur, Festplatte, Arbeitsspeicher, ....
2. Was ist ein: Personal Computer (PC), Desktop-Computer, Laptop (Notebook), Tablet-PC und wann werden sie eingesetzt?
Ein Personal Computer (PC), ist ein PC der von einer einzelnen Person genutzt und gesteuert
werden kann (im Gegensatz zum Mehrplatzrechner).
Als Desktop-Computer bezeichnete man früher die PCs, die waagerecht auf dem Arbeitsplatz standen und auf denen ihrerseits der Bildschirm stand.
Heute bezeichnet man als Desktop-Computer alle Computer die an einem Schreibtisch stehen (also auch als Tower auf dem Boden).
Laptops und Notebooks (noch dünner und leichter als Laptops) sind tragbare Geräte. Sie
können überall mit hingenommen und mit Akkus betrieben werden. Sie sind teurer und
nicht so leistungsfähig wie PCs.
Ein Tablet-PC ist ein Notebook, bei dem Eingaben mit dem Stift
oder Finger auf dem Bildschirm gemacht werden. Er unterstützt
also besonders das Schreiben und Zeichnen. Eingaben können
problemlos im Stehen gemacht werden.
3. Was ist ein: Personal Digital Assistant (PDA), Mobiltelefon, Smartphone, Multimedia-Player? Was sind
ihre Haupteigenschaften?
Es sind alles gebräuchliche kleine tragbare digitale Geräte.
Ein PDA ist ein kleiner tragbarer Computer, der hauptsächlich für die persönliche Kalender-, Adress- und Aufgabenverwaltung benutzt wird.
Ein Mobiltelefon (Handy) ist ein tragbares, kabelloses Telefon, das über Funk
die Verbindung herstellt und überall eingesetzt werden kann.
Ein Smartphone ist eine Mischung aus Mobiltelefon und PDA.
Ein Multimediaplayer ist ein tragbares Gerät mit integrierter Festplatte,
welches Musik, Fotos oder Videos abspielen kann, z.B. IPod.
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4. Was sind die Hauptbestandteile eines Computers?
Die Hauptbestandteile eines Computers sind:
•
Der Prozessor (CPU, Hauptprozessor) ist die zentrale Rechen- und Steuereinheit eines
PCs
•
Die Festplatte speichert Betriebssystem, Programme und Daten.
•
gebräuchliche Ein- und Ausgabegeräte, z.B.
der Bildschirm (Monitor) zeigt die Ausgabe des PCs an
der Drucker druckt die Ausgabe des PCs aus
die Tastatur dient der Eingabe von Zeichen
die Maus ist ein Zeigegerät und dient der Eingabe
der Scanner ist ein Eingabegerät und dient der Eingabe von Grafiken und Text
5. Nenne einige gebräuchliche Eingabe-/Ausgabe-Schnittstellen.
Gebräuchliche Eingabe- und Ausgabeschnittstellen sind:
•
USB (Universal Serial Bus) ist eine Verbindung, die im laufenden Betrieb eingesteckt werden kann. Die angeschlossenen Geräte werden
normalerweise automatisch erkannt.
•
Bei der seriellen Schnittstelle werden die Daten nacheinander
übertragen. Daher ist diese Übertragungsart langsam und wird nur
noch selten verwendet.
•
Bei der parallelen Schnittstelle werden die Daten parallel
übertragen. Diese Schnittstelle wird kaum noch gebraucht,
manchmal noch bei Druckern.
Der Netzwerkanschluss ermöglicht die Verbindung zu einem Netzwerk über ein Kabel.
Die FireWire-Schnittstelle dient dem schnellen Datenaustausch vor allem mit Multimediageräten.
•
•
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1.1.2
COMPUTERLEISTUNG
1. Welche Faktoren beeinflussen die Leistung eines Computers?
•
Prozessorgeschwindigkeit: je schneller der Prozessor, desto schneller ist auch der
Computer
•
RAM-Größe: je größer der RAM-Speicher desto größer ist die Menge der Daten die
gleichzeitig verarbeitet werden kann, desto schneller ist daher auch der PC
•
Grafikkartenprozessor: je schneller der Prozessor ist, desto schneller wird ein Bild
aufgebaut, desto ruckelfreiere Videos/ Spiele können abgespielt werden
•
Speicher: je mehr Speicher, desto mehr Daten können gespeichert werden
•
Anzahl der laufenden Anwendungen: je weniger Anwendungen parallel laufen, desto
mehr Arbeitsspeicher steht zur Verfügung, desto schneller ist der PC
2. Wie wird die Taktfrequenz der CPU gemessen?
Die Taktfrequenz wird in Megahertz (MHz) oder Gigahertz (GHz) gemessen.
2600 Mhz (Megaherz) bedeutet, dass der PC 2600 Millionen einfache Befehle in der Sekunde
verarbeiten kann.
3 Ghz (Gigaherz) bedeutet, dass der PC 3000 Millionen einfache Befehle in einer Sekunde
verarbeiten kann.
(Ein einfacher Befehl ist z.B. eine Addition. Kompliziertere Befehle wie z.B. die Division brauchen zum Teil 2-4 Takte.)
1.1.3
SPEICHER UND SPEICHERN
1. Welche Speicherarten gibt es beim Computer?
Wir unterscheiden beim Arbeitsspeicher zwischen
•
•
RAM (random-access memory): hier befinden sich die Programme und Daten, die gerade bearbeitet werden. Die Daten gehen beim Ausschalten des Rechners verloren.
ROM (readonly memory): hier stehen nicht veränderbare Informationen, die nach
dem Ausschalten des Computers erhalten bleiben.
2. Wie wird die Speicherkapazität gemessen?
•
•
•
•
•
•
Bit: ist die kleineste Maßeinheit für Informationen. Es ist der Zustand 0 oder 1.
Byte: 1 Byte
= 8 Bits = 1 ASCII-Zeichen
KB: 1 KB (Kilobyte)
= 1.024 Byte
MB: 1 MB (Megabyte) = 1.024 KB
GB: 1 GB (Gigabyte) = 1.024 MB
TB: 1 TB (Terabyte)
= 1.024 GB
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Auf eine Diskette passen 1,44 MB ≈ 1.440.000 Zeichen ≈ 720 Buchseiten ≈ 3 Bücher.
Auf eine CD-ROM passen ca. 650 MB
auf eine DVD ca. 4,1 GB
und auf eine Festplatte ca. 60 GB.
3. Was sind die wichtigsten und gängigsten Speichermedien?
•
CD (Compact Disc) = optischer Datenspeicher für digitale Daten
•
DVD = wie CD, jedoch höhere Speicherkapazität
•
USB-Stick = kleiner Stick auf den Daten gespeichert, verändert und gelesen werden können
•
Speicherkarte = kleines Speichermedium, welches vor allem für Multimediageräte verwendet werden.
Speicherkarten 1
•
interne Festplatte = im PC fest eingebautes Speichermedium mit starrer, rotierender Scheibe, welche die Daten magnetisch schreibt/liest
externe Festplatte = wie interne Festplatte, jedoch transportabel
•
NAS (Network Attached Storage) = ans Netzwerk angeschlossene Speichermedien
•
online Speicherplatz (Webspeicherplatz) = Speicherplatz auf einem anderen PC über
den Verbindung über das Internet aufgenommen wird.
1.1.4
EIN- UND AUSGABEGERÄTE
1. Nenne die wichtigsten Eingabegeräte.
•
Maus
•
Tastatur
•
Trackball = feststehende Maus wo der Cursor durch Bewegung der Kugel bewegt
wird.
•
Scanner
•
Touchpad: berührungssensitives Feld unter der Tastatur bei einigen Notebooks
•
Eingabestift (Stylus oder auch Tochpen)
•
Joystick: Gerät zur Cursorsteuerung, meistens bei Spielen
Webcam
•
Digitalkamera
•
Mikrophon
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2. Nenne die wichtigsten Ausgabegeräte.
•
Bildschirm/Monitor
•
Drucker
•
Lautsprecher
•
Kopfhörer
3. Nenne ein Gerät, das sowohl Eingabe- als auch Ausgabegeräte ist.
•
Der Touchscreen (Tastschirm bzw. Sensorbildschirm). Mit ihm werden Daten durch
Druck auf den Bildschirm eingegeben. Über den Bildschirm werden aber auch Daten
ausgegeben.
•
Modem
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1. 2
Software
1.2.1
BEGRIFFE
1. Was ist Software?
Software nennt man alle Arten von Computerprogrammen: Betriebssysteme, Anwendungsprogramme und Utilities.
2. Was ist ein Betriebssystem? Nenne einige gängige Betriebssysteme.
Das Betriebssystem ist ein Programm, ohne das ein Computer nicht lauffähig ist. Es regelt
den Kontakt zwischen Computern und Hardware, den Datenzugriff und verwaltet den Speicher.
Derzeit am gängigsten sind die Betriebssysteme Windows XP und Vista von Microsoft. Andere bekannte Betriebssysteme sind z.B. Linux, MacOS (Apple), Unix, SunOS.
3. Nenne einige gängige Softwareanwendungen und ihre Anwendungsmöglichkeiten.
•
Textverarbeitung
Mit einem Textverarbeitungsprogramm kann man Texte eingeben und gestalten. Wir
arbeiten mit Word.
•
Tabellenkalkulation
In einer Tabellenkalkulation werden Daten in Tabellenform eingegeben. Man kann
mit den eingegebenen Daten Berechnungen durchführen, oder sie grafisch darstellen. Wir arbeiten mit Excel.
•
Datenbanken
In einer Datenbank werden große Mengen Daten eingegeben. Diese können verknüpft und nach ihnen gesucht werden. Wir arbeiten mit Access.
•
Präsentation
Mit einer Präsentation kann man Folien für einen Vortrag gestalten. Die Seiteninhalte
können animiert und mit Sound / Grafik / Video untermalt werden. Wir arbeiten mit
Powerpoint.
•
EMail
Ein EMailprogramm ermöglicht das Versenden und Empfangen von EMails (elektronischer Post). Wir arbeiten mit Outlook.
•
Web-Browser
Ein Web-Browser ist notwendig um Internetseiten angezeigt zu bekommen. Wir arbeiten mit dem Internet Explorer und Firefox.
•
Bildbearbeitung
Mit einem Bildbearbeitungsprogramm kann man digitale Bilder verändern oder verbessern. Wir arbeiten mit Gimp. Standard ist jedoch Adobe Fotoshop.
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•
Computerspiele
Es gibt zahlreiche Spiele die man auf dem Computer spielen kann.
4. Was ist der Unterschied zwischen Betriebssystem-Software und AnwenderSoftware?
Betriebssystem-Software ist das Betriebssystem mit dem der Computer läuft (s.o.):
Anwender-Software nennt man Programme die eine für den Anwender nützliche Funktion
ausführen, z.B. Textverarbeitung, Buchhaltung, Spiele.
5. Nenne einige Hilfsmittel, die eine Nutzung des Computers für Menschen mit
Behinderung erleichtern.
•
Spracherkennungssoftware
Eine Spracherkennungssoftware ermöglicht die Eingabe von Befehlen und Texten
über die Sprache. Der Anwender "gewöhnt" seinen Computer an seine Sprache und
dann erkennt der Computer die ihm beigebrachten Befehle und Wörter. So ist es
möglich den Computer ohne Tastatur und Maus zu bedienen.
•
Bildschirmleseprogramm
Ein Bildschirmleseprogramm liest den Inhalt einer Bildschirmseite vor. So ist es möglich bei Sehbehinderungen am PC zu arbeiten.
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